Come una fonderia ha ottimizzato il raffreddamento degli stampi

PNR Italia progetta un sistema efficace e flessibile per il raffreddamento degli stampi per la colata centrifuga

Come una fonderia ha ottimizzato il raffreddamento degli stampi

PNR Italia progetta un sistema efficace e flessibile per il raffreddamento degli stampi per la colata centrifuga

SCENARIO SETTORIALE
I processi di colata centrifuga

PNR Italia ha progettato una soluzione per il raffreddamento degli stampi.
Il processo della colata centrifuga è un processo di produzione industriale per fusione, in cui del materiale liquefatto (metallo, materia plastica) viene convogliato in una forma permanente tubolare, detta stampo, con l’ausilio di una pressione indotta dall’esterno.

La forza centrifuga, determinata dalla rotazione sull’asse verticale o orizzontale dello stampo, permette il riempimento uniforme dello stesso, facendo aderire il materiale di colata alle pareti interne. Dosando il materiale in modo opportuno si ottiene un pezzo finito con una cavità che si sviluppa lungo l’asse di rotazione dello stampo.

Dopo la solidificazione del materiale, il prodotto viene rimosso dallo stampo e si ottiene un prodotto semilavorato, da trattare in superficie, o anche un prodotto finito.

Gli stampi utilizzati possono essere ti tipo “a perdere” (in sabbia, per la produzione di pochi pezzi) oppure permanenti (in acciaio, rame, grafite).

Alcuni esempi di manufatti che possono essere prodotti tramite colata centrifuga sono: componenti di motori, camicie di cilindri, segmenti di pistoni, tubi e flange, rulli di colata continua.

Il processo della colata centrifuga è un processo di produzione industriale per fusione, in cui del materiale liquefatto (metallo, materia plastica) viene convogliato in una forma permanente tubolare, detta stampo, con l’ausilio di una pressione indotta dall’esterno.

IL PROBLEMA

Il cliente che ha contattato PNR Italia è una fonderia che impiega dei macchinari per la colata centrifuga. L’esigenza per cui ci ha contattati era quella di raffreddare in modo efficiente gli stampi impiegati nel processo della colata centrifuga del bronzo.

Gli stampi in esame sono realizzati in acciaio e hanno un diametro esterno che raggiunge anche i 1200mm e spessori che variano dai 50 agli 80mm.
L’altezza media degli stampi è di 1000mm.

All’interno degli stampi viene colato del bronzo, che ha una temperatura di colata di 1180°C. La temperatura esterna dello stampo raggiunge i 300°C.

LA SOLUZIONE

L’Ufficio Tecnico di PNR Italia ha elaborato un sistema di tre collettori disposti uno a distanza regolare dall’altro ed intorno allo stampo rotante.

Ciascun collettore è equipaggiato con tre ugelli ad alto impatto K, i quali si attivano non appena termina la fase di riempimento dello stampo con il metallo fuso ed inizia quella della rotazione.
I getti prodotti dagli ugelli impattano sulla superficie dello stampo con un angolo di 17° e permettono di raffreddare lo stampo in circa 2 ore.

PROSPETTO FRONTALE E ISOMETRIA DELLO STAMPO ROTANTE E DEL SISTEMA DI RAFFREDDAMENTO
UGELLI IN AZIONE

DETTAGLIO A
ANGOLO DI INCLINAZIONE DEI GETTI RISPETTO AL COLLETTORE

DETTAGLIO B
1 UGELLO KHQ 1980 B1
2
GIUNTO A SNODO ZRA

DETTAGLIO C
Un rubinetto posto sull’ugello più alto del collettore previene sprechi idrici nel caso in cui lo stampo fosse più basso del collettore e non necessitasse quindi di essere raffreddato in quel punto.

I VANTAGGI

La soluzione proposta da PNR Italia rende il sistema di raffreddamento adattabile ad ogni esigenza.

Dal momento che i collettori porta ugelli devono essere posizionati ad una precisa distanza dallo stampo per garantire le performances di raffreddamento, è stata prevista anche la possibilità di montare gli stessi collettori a dei bracci mobili incernierati alla fossa dove viene posizionato lo stampo. In questo modo il sistema è adattabile al raffreddamento di stampi di diverse dimensioni.

FOCUS SUL PRODOTTO

K HIGH
UGELLI A GETTO PIATTO AD ALTO IMPATTO

Rispetto ai bocchelli standard a getto piatto a forma di occhio di gatto, gli ugelli K hanno un passaggio interno libero più ampio e sono meno soggetti all’intasamento, offrono un’efficace azione pulente ed garantiscono una lunga durata operativa.

Il flusso di liquido viene concentrato e produce un getto piatto ad angolo stretto con una elevata forza di impatto.

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